[发明专利]消除并网装置锁相环频率耦合效应的控制方法及系统

说明书

本申请公开一种消除并网装置锁相环频率耦合效应的控制方法及系统，所述方法包括：获得并网点电压的频率；从所述并网点电压的频率中提取频率扰动分量；基于提取出的频率扰动分量，获得解耦控制所需的扰动角度；根据并网点电压、电流中的至少一种，以及解耦控制所需的扰动角度，生成解耦控制作用量；并将该解耦控制作用量叠加到电流控制环中。本申请在电网较弱的情况下，可以解决并网装置的并网点电压和电流畸变，甚至是因此带来的电压电流振荡问题；不用降低锁相环的带宽，且几乎不影响装置电网电压同步环节动态响应能力，消除了锁相环引入的频率耦合效应，提升了并网装置在弱电网下稳定运行能力。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种消除并网装置锁相环频率耦合效应的控制方法及系统。

背景技术

近年来，随着新能源的高速发展和电力系统在发电、输电、配电、用电等环节中广泛采用电力电子装置，由并网装置的并网特性及与电网之间的互动稳定性受到了广泛关注，特别是在弱电网的背景下，相关稳定性问题更为凸显。

如图1所示，当前的并网装置普遍采用基于锁相环的矢量控制框架。武相强等人在“考虑频率耦合效应的三相并网逆变器序阻抗模型及其交互稳定性研究”的文献中提出，并网控制常用的锁相环和电流环会造成并网点电压扰动下的输出电流频率耦合效应；该频率耦合效应会增加并网装置与电网之间互动稳定性的复杂度，甚至引入负阻尼效应，降低并网装置运行的稳定性，阻碍了并网装置的大规模应用。

解决锁相环引入的频率耦合扰动问题，可以在很大程度上弱化其负阻抗效应，从而提高装置的并网稳定性。

要消除锁相环输入信号中的谐波对其输出角度的干扰，最简单直接的做法是降低锁相环的带宽；但这样一来锁相环的动态响应能力就会受到限制，容易导致并网装置在电网电压跌落及电网电压升高等故障穿越场合的暂态性能不符合指标考核要求，严重的时候甚至会导致故障停机。另一种做法是对锁相环输入的电压滤波，从源头上抑制电压信号扰动进入锁相环，从而减轻甚至是消除锁相引入频率耦合扰动的可能；在这种方式下，虽然锁相环内部的动态响应能力可以做得很快，但整个电网电压同步环节的动态响应能力却会因锁相环输入电压信号的滤波而被受到影响。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种消除并网装置锁相环频率耦合效应的控制方法及系统，以在不降低锁相环带宽和尽可能不影响电网电压同步环节动态响应能力的前提下，消除锁相环引入的频率耦合效应，提升并网装置在弱电网下稳定运行能力。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本申请的一个方面，提供的一种消除并网装置锁相环频率耦合效应的控制方法，所述方法包括：

获得并网点电压的频率；

从所述并网点电压的频率中提取频率扰动分量；

基于提取出的频率扰动分量，获得解耦控制所需的扰动角度；

根据并网点电压、电流中的至少一种，以及解耦控制所需的扰动角度，生成解耦控制作用量；并将该解耦控制作用量叠加到电流控制环中。

根据本申请的一个方面，提供的一种消除并网装置锁相环频率耦合效应的控制系统，所述系统包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的消除并网装置锁相环频率耦合效应的控制程序，所述消除并网装置锁相环频率耦合效应的控制程序被所述处理器执行时用于实现所述的消除并网装置锁相环频率耦合效应的控制方法的步骤。

根据本申请的一个方面，提供的一种消除并网装置锁相环频率耦合效应的控制系统，所述系统包括获取模块、提取模块、计算模块以及生成模块；

所述获取模块，用于获得并网点电压的频率；

所述提取模块，用于从所述并网点电压的频率中提取频率扰动分量；